一种透明微晶玻璃和化学强化微晶玻璃的制作方法

本发明涉及微晶玻璃，特别是涉及一种透明微晶玻璃和化学强化微晶玻璃。

背景技术：

1、微晶玻璃通常是在玻璃体中加入一定量的成核剂，如zro2、p2o5、hfo2、tio2、cr2o3等，然后，在一定的温度下保温一段时间，通过成核剂来诱导微晶玻璃析晶，析出目标晶相，从而得到目标微晶玻璃。即微晶玻璃的获得通常需要对基材玻璃进行热处理，通过改变热处理的温度和保温时间，可以获得具有不同析晶状态的微晶玻璃。

2、目前，以透锂长石晶相(lialsi4o10)和二硅酸锂晶相(li2si2o5)作为主晶相的微晶玻璃已开始应用于电子设备领域。而应用于电子设备领域，特别作为屏幕保护玻璃的微晶玻璃，不仅要求具有优异的光学性能，同时也需要具有优异的力学强度。

技术实现思路

1、为了使微晶玻璃满足光学性能和力学强度要求，行业内的普遍作法是严格控制晶粒的尺寸和晶体组成，例如，将其微晶玻璃中的晶粒尺寸控制在一定范围，如100nm以内，并且严格控制微晶玻璃中对光学性能不利的晶体的含量。

2、然而发明人经过研究发现：仅仅通过控制晶粒尺寸小于100nm以及控制晶相组成，并不能确保获得满足优异光学性能(包括透过率和b值)要求和力学强度性能要求的微晶玻璃，而且晶粒尺寸控制不合适往往还会对微晶玻璃的力学强度性能带来不利的影响。

3、针对上述技术问题，发明人对包括微晶玻璃中的晶相情况，如微晶玻璃中晶相的组成、晶粒尺寸以及晶粒尺寸分布等与微晶玻璃光学性能和力学性能的关系进行研究，然后发现：对于以透锂长石和二硅酸锂作为主晶相的微晶玻璃来说，控制其含有晶粒的尺寸分布对透过率和力学强度会具有更强的正向作用，特别是满足特定晶粒分布要求的微晶玻璃能够保证具有高力学强度和优异光学性能。

4、本发明的目的在于提供一种具有优异光学性能和力学强度的透明微晶玻璃和化学强化微晶玻璃。具体技术方案如下：

5、第一方面，提供了一种透明微晶玻璃，其中，所述透明微晶玻璃的主晶相包括透锂长石晶相和硅酸锂晶相；所述透明微晶玻璃中晶相的晶粒满足以下特征：

6、平均晶粒最长维度为16nm至40nm；

7、20nm≤最长维度＜100nm的晶粒的数量占比大于或等于40％且小于或等于90％，

8、10nm≤最长维度＜20nm的晶粒的数量占比大于0％且小于或等于60％，

9、50nm≤最长维度＜100nm的晶粒的数量占比小于或等于10％。

10、所述晶粒的数量占比是指在某一维度范围内的晶粒的数量在晶粒总数量中所占的比例。

11、在本发明的一些实施方案中，所述硅酸锂晶相为二硅酸锂晶相，或者，所述硅酸锂晶相为一硅酸锂晶相和二硅酸锂晶相；所述硅酸锂晶相优选为二硅酸锂晶相。

12、在本发明的一些实施方案中，基于所述透明微晶玻璃的质量，所述透明微晶玻璃的晶相总含量占比大于或等于70wt％，即晶相的总质量占透明微晶玻璃总质量的至少70wt％。

13、在本发明的一些实施方案中，在0.64mm厚度下，所述透明微晶玻璃的光学b值为0.10至1.00，优选为0.30至1.00。

14、在本发明的一些实施方案中，在0.64mm厚度下，对于400nm波长的光，所述透明微晶玻璃的透过率大于或等于85％，优选大于或等于88％。

15、在本发明的一些实施方案中，在0.64mm厚度下，对于400nm至740nm波段范围内的光，所述透明微晶玻璃的平均透过率大于或等于86％，优选大于或等于90％。

16、在本发明的一些实施方案中，在0.7mm厚度下，所述透明微晶玻璃的单杆静压强度大于或等于250n，优选为250n至600n，更优选为270n至600n。

17、在本发明的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比表示，所述透明微晶玻璃的组成包括：sio2 65.00mol％-74.00mol％、al2o3 3.00mol％-5.60mol％、li2o 15.00mol％-23.00mol％、p2o5 0.50mol％-1.50mol％、zro2 0.80mol％-3.50mol％、zno 0.00mol％-1.00mol％、mgo0.00mol％-1.50mol％、na2o 0.00mol％-4.00mol％、b2o3 0.00mol％-2.00mol％、k2o0.00mol％-1.00mol％、cao 0.00mol％-2.00mol％、sro 0.00mol％-0.50mol％、bao0.00mol％-1.00mol％。

18、在本发明中，所述透明微晶玻璃由基材玻璃经过热处理制得，热处理包括核化处理和/或晶化处理。应理解的是，对基材玻璃进行热处理时，可以进行一步热处理，也可以进行两步或多步热处理。如进行一步热处理，是指不单独进行成核处理，直接将成核、目标晶体生长在一步升温过程中进行，可理解为直接进行晶化处理。如进行两步热处理，是指进行了两步升温过程，即先进行成核处理(核化处理)，再进行目标晶体生长处理(也即，晶化处理)。

19、应理解的是，本发明中，以氧化物的摩尔百分比计，基材玻璃的组成同透明微晶玻璃的组成相同。基材玻璃的成型方式包括但不限于浮法、溢流、压延和浇铸等。在本发明的一些实施方案中，制备基材玻璃时，可向基材玻璃中加入澄清剂，澄清剂包括但不限于sno2、sb2o3、nacl；以基材玻璃的质量为基准，澄清剂的加入量为0.01mol％至2.00mol％，优选为0.01mol％至1.50mol％。

20、第二方面，提供了一种化学强化微晶玻璃，其由前述任一实施方案中的透明微晶玻璃经化学强化处理得到。

21、在本发明的一些实施方案中，所述化学强化处理的盐浴为含有钾盐和/或钠盐的熔融盐，其中，所述盐浴中含有0wt％至1wt％的锂盐；所述盐浴温度为380℃至550℃，优选为400℃至500℃；化学强化处理的时间为1至48h，优选为1h至12h。所述钾盐包括硝酸钾、硫酸钾、碳酸钾其中的一种或多种，优选为硝酸钾；所述钠盐包括硝酸钠、硫酸钠、碳酸钠其中的一种或多种，优选为硝酸钠；所述锂盐包括硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂其中的一种或多种，优选为硝酸锂。

22、在本发明的一些实施方案中，所述化学强化微晶玻璃的dol_0大于或等于0.18t且小于或等于0.25t，t为化学强化微晶玻璃的厚度。

23、在本发明的一些实施方案中，0.7mm厚的化学强化微晶玻璃的cs_50大于90mpa，优选为大于90mpa且小于或等于300mpa，更优选为95mpa至300mpa。

24、在本发明的一些实施方案中，0.7mm厚的所述化学强化微晶玻璃，采用80目砂纸进行抗跌落测试，所述化学强化微晶玻璃的平均抗砂纸跌落高度大于或等于80cm；所述平均抗砂纸跌落高度是基于至少10个相同的化学强化微晶玻璃样品的测试。

25、在本发明的一些实施方案中，所述化学强化微晶玻璃的维氏硬度大于或等于670kgf/mm2，优选为670kgf/mm2至800kgf/mm2。

26、第三方面，提供了一种玻璃器件，其由前述任一实施方案中的透明微晶玻璃制得或者由前述任一项实施方案中的化学强化微晶玻璃制得。

27、第四方面，提供了一种电子设备，其包括前述任一实施方案中的透明微晶玻璃或者前述任一实施方案中的化学强化微晶玻璃。

28、本发明的一些实施方案中，所述电子设备包括手机、平板电脑、智能穿戴、显示器和电视中的至少一种。

29、本发明实施方案的有益效果：

30、本发明提供的是主晶相包括透锂长石和硅酸锂的透明微晶玻璃，除平均晶粒最长维度满足16nm至40nm外，晶粒尺寸分布也满足特定的特征要求，两种条件结合后实现的晶相情况，能够保证透明微晶玻璃具有高力学强度和优异光学性能。本发明满足特定晶粒尺寸分布要求的透明微晶玻璃通过化学强化处理得到化学强化微晶玻璃也同样具有优异的光学性能和力学强度。

31、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。